Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης ΕπιταχυντέςΕπιταχυντές Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός Γιώργος Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης ΕπιταχυντέςΕπιταχυντές Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός Γιώργος Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης ΕπιταχυντέςΕπιταχυντές Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός Γιώργος Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. ‘Δημόκριτος’ Η Φυσική στο Προσκήνιο Ελληνική Ομάδα Εκλαΐκευσης Τα πιο ισχυρά μικροσκόπια

2 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Θεμελιώδη ερωτήματα για τη Σωματιδιακή Φυσική (δηλ. τη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων) Από τι είναι φτιαγμένος ο κόσμος γύρω μας; Ποιοι είναι οι δομικοί λίθοι της ύλης, δηλ. ποια είναι τα στοιχειώδη σωματίδια; Πώς συνδέονται οι δομικοί λίθοι μεταξύ τους, για να συγκροτήσουν την ύλη; ή αλλιώς: ποιες είναι οι θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις;

3 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Πως παρατηρούμε ? Όργανα και λεπτομέρεια παρατήρησης Ο εγκέφαλος επεξεργάζεται και ερμηνεύει τα οπτικά ερεθίσματα. Το φως ανακλάται στο αντικείμενο (σκεδάζεται) και εισέρχεται μέσω της κόρης στα μάτια μας. Ο φακός εστιάζει το φως στον αμφιβληστροειδή χιτώνα που περιέχει φωτοευαίσθητα κύτταρα. Η διακριτική ικανότητα του ματιού είναι: γ 25 cm ΔxΔx Δx~12 μm Η μικρότερη διάσταση που μπορούμε να διακρίνουμε: Κύτταρα (~10μm) σαν κουκκίδες Για n=1.33, λ=500nm, ακτίνα κόρης α=5mm,  γ = 6x10 -5

4 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Για n=1, θ=70 ο, λ=500nm  Δx = 300 nm Διακρίνουμε λεπτομέρειες στα κύτταρα (~10μm) και στα βακτήρια (0.8-3μm) Η διακριτική ικανότητα ανάλογη του λ, δηλ. του μήκους κύματος του φωτός !! Οπτικά μικροσκόπια

5 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Πως όμως θα μπορέσουμε να παρατηρήσουμε ακόμη πιο μικρά αντικείμενα (π.χ. ιούς μεγέθους nm) ;;;;;; Περισσότερη λεπτομέρεια; Ο De Broglie έκανε την σύνδεση σωμάτιο-κύμα: ένα υλικό σωματίδιο είναι ισοδύναμο με κύμα λ = h/p Ένα ηλεκτρόνιο με ταχύτητα 1% της ταχύτητας του φωτός έχει λ ~ 0.07 nm Επιταχύνοντας σωματίδια ώστε να αποκτήσουν μεγάλες ορμές (δηλαδή μεγάλες ενέργειες) επιτυγχάνομε πολύ καλύτερη διακριτική ικανότητα.

6 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (~50 pm, 1 pm= m) ; Ενέργειες keV Ενέργειες GeV (1 fm = m) Ισχυρότεροι Επιταχυντές Σωματιδίων Ιός της γρίπης (D: 200nm)

7 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης 2) Τα σωματίδια που αναμένουμε να ανακαλύψουμε είναι όλο και βαρύτερα: Άρα χρειαζόμαστε την απαιτούμενη ενέργεια για να τα δημιουργήσουμε Γιατί χρειαζόμαστε Επιταχυντές; 1)Ο επιταχυντής είναι ένα μικροσκόπιο που όσο πιο μεγάλη ενέργεια διαθέτει, τόσο πιο καλή διακριτική ικανότητα έχει: μεγάλη ενέργεια  δυνατότητα παραγωγής σωματιδίων με μεγάλη μάζα (Ε=mc 2 )

8 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Ο πιο γνωστός ηλεκτροστατικός επιταχυντής σωματιδίων Η ενέργεια των ηλεκτρονίων είναι περίπου 20keV Κάθοδος Άνοδος Δακτύλιοι εστίασης Δακτύλιοι απόκλισης Δέσμη ηλεκτρονίων Κενό

9 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» Ινστιτούτο Πυρηνικής & Σωματιδιακής Φυσικής Ο Επιταχυντής TANDEM (Ηλεκτροστατικός επιταχυντής)

10 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Ο επιταχυντής Tandem του ΙΠΣΦ 5.5 ΜV

11 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Κάτοψη

12 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Η δέσμη ιόντων του Tandem του ΙΠΣΦ χρησιμοποιείται σε:  Πειράματα Πυρηνικής Φυσικής και Αστροφυσικής. Ερευνητές του ΙΠΦ και συνεργάτες από Πανεπιστήμια της Ελλάδας και του εξωτερικού σχεδιάζουν και εκτελούν πειράματα όπου μελετώνται ενδιαφέρουσες, από πλευράς πυρηνικής φυσικής και αστροφυσικής, πυρηνικές αλληλεπιδράσεις. Π.χ. Μετρήσεις των αντιδράσεων 19 F(p,  ) 16 O και 27 Al(p,  ) 28 Si σε ενέργειες MeV και MeV (σχετικές με τους κύκλους CNO και Mg-Al)  Εφαρμογές Βιοφυσικής, Αρχαιομετρίας, Υγειοφυσικής, Περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος. Προσδιορισμός ιχνοστοιχείων σε βιολογικά δείγματα, μη καταστρεπτική ανάλυση αντικειμένων.  Εφαρμογές στην Φυσική Στερεού. Τεχνικές όπως το PIXE και το RBS εφαρμόζονται για να εξάγουμε πληροφορίες για την δομή και σύσταση υλικών όπως και για την μελέτη των κρυσταλλικών ανωμαλιών που δημιουργούνται με την ακτινοβόληση υλικών.

13 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Ο Γραμμικός Επιταχυντής SLAC50GeV electrons (Stanford Linear Collider) CLIC1 – 5 TeV electrons (Cern LInear Collider – Μελλοντικός Επιταχυντής) SLAC50GeV electrons (Stanford Linear Collider) CLIC1 – 5 TeV electrons (Cern LInear Collider – Μελλοντικός Επιταχυντής)

14 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Το Κύκλοτρο ο πρώτος κυκλικός επιταχυντής πρωτόνια υψηλή τάση (εναλλασσόμενη) μεταλλικά D κενό επιτάχυνσης Μαγνητικό πεδίο Β ~10 MeV ( B=0.5Τ και R=0.3m)

15 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης επιταχυντές γραμμικοί κυκλικοί σταθερού στόχου κυκλικοί σταθερού στόχου κυκλικοί συγκρουόμενων δεσμών κυκλικοί συγκρουόμενων δεσμών

16 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης CERN Το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Εργαστήριο για την Σωματιδιακή Φυσική στην Γενεύη. LHC Κάθε χρόνο ~25,000 άτομα επισκέπτονται το CERN Σχολεία είναι ευπρόσδεκτα LHC CERN Site (Meyrin) SPS Το CERN διεξάγει Βασική Έρευνα –Όμως χρειάζεται να επινοήσουμε συσκευές που δεν υπάρχουν ακόμα –Παράπλευρες ανακαλύψεις (WWW, ιατρικές εφαρμογές, ηλεκτρονικά κλπ) Tim Berners-Lee

17 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Ο Επιταχυντής LEP Η ενέργεια των ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων ήταν περίπου 100GeV

18 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης LHC

19 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Ο επιταχυντής LHC

20 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Οι μαγνήτες στρέψης του LHC Μαγνητικό Πεδίο: 9Τ (~ φορές μεγαλύτερο από της Γης) Ρεύμα ~13000 Α Θερμοκρασία -271 ο C (1.8 K) Υπεραγώγιμοι, ψύχονται με υγρό άζωτο αρχικά και υπέρευστο Ήλιο στο τελικό στάδιο ψύξης. Μήκος καλωδίων = 5 φορές την απόσταση Γης – Ήλιου !!!

21 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Συγκρούσεις Πρωτονίων-Πρωτονίων p p     πρωτόνιο Παράγονται σωματίδια και αντισωματίδια E = mc 2 πρωτόνιο Η διαθέσιμη ενέργεια είναι 7 TeV !!! (2010 – 2012) ή περίπου 7000 μάζες πρωτονίου Η τελική ενέργειά του θα είναι 14 TeV

22 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Έστω Πρωτόνιο κινούμενο με ταχύτητα V V = 1% της ταχύτητας του φωτός =0.01c V = 50%““=0.50c V = 99%““=0.99c V = υπολείπεται 1/1000=0.9990c V = υπολείπεται 36/ = c V = υπολείπεται 9/ = c Ενέργεια Πρωτονίου (3.5TeV) (7.0TeV)

23 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Η δομή του πρωτονίου Το πρωτόνιο δεν αποτελείται απλά από 3 κουάρκ (uud) Εκτός από αυτά τα 3 (“valence” quarks) υπάρχει και μια «θάλασσα» από γκλουόνια και Ζευγάρια κουάρκ - αντικουάρκ

24 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης 24 Οι δέσμες του LHC Λαμπρότητα δέσμης: 2010 = 2x10 32 cm -2 s = cm -2 s -1 Key parameters: N i = Αριθμός πρωτονίων/bunch (~10 11 ) n b = Αριθμός bunches (2808) σ = μέγεθος δέσμης (16μm) Λαμπρότητα Δέσμης (Αριθμός συγκρούσεων/cm 2 /s : Συγκρούσεις στο LHC: αντίθετες δέσμες, υψηλής έντασης ομάδων (bunches) πρωτονίων ή βαριών ιόντων.

25 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης 25 Beam 1 TI2 Beam 2 TI8 LHC proton path Επιταχυντικό Σύμπλεγμα CERN (LHC)

26 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης

27 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης Οι ανιχνευτές του LHC Φυσική του - b Ασυμμετρία Ύλης - Αντιύλης Βαριών Ιόντων (Pb) Πλάσμα Κουάρκ - Γκλουονίων Γενικής χρήσης Higgs Ενοποίηση ?? Γενικής χρήσης Higgs Ενοποίηση ?? Υπεραγώγιμοι μαγνήτες LHC

28 Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης 28 “Demokritos” Participation in CMS at CERN Μία πραγματική σύγκρουση Στον κέντρο του πειράματος CMS


Κατέβασμα ppt "Master Class 8 Μαρτίου 2013 Γ. Φανουράκης ΕπιταχυντέςΕπιταχυντές Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός Γιώργος Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google